热处理考试重点复习笔记
金属材料及热处理考试知识点
《金属材料及热处理》考试知识点考试要求要求学生全面、系统的掌握“金属学与热处理”课程的基础理论、基本知识和基本技能,并能灵活运用金属学与热处理理论分析和解决工程的实际问题的综合能力。
考试知识点(一)金属的晶体结构1、金属的宏观特性。
2、金属的晶体结构;晶体学基础——晶体结构、空间点阵、晶格常数、晶向指数和晶面指数、晶面间距。
三种典型金属晶体结构。
3、实际金属的晶体结构;晶体缺陷——点缺陷、位错和面缺陷。
(二)纯金属的结晶1、金属结晶的基本规律——结晶的两个基本过程,冷却曲线、过冷度。
2、金属结晶的基本条件——结晶的动力学条件、热力学条件和结构条件。
3、形核——均匀形核与非均匀形核。
4、长大——液/固界面的微观结构、晶核的长大机制与晶体的长大形态及温度梯度。
5、结晶理论的应用——结晶理论在实际生产中的具体应用。
(三)合金相结构与二元相图1、合金的相结构——合金、组元、系(统)、相(变)、相平衡、固溶体与金属化合物(中间相)。
2、二元合金相图概论——相图、相律,杠杆定律的应用。
3、匀晶相图——结晶规律、平衡结晶和不平衡结晶。
4、共晶相图——结晶规律、平衡结晶的组织与不平衡结晶组织。
5、包晶相图——结晶规律、平衡结晶的组织与不平衡结晶组织。
6、金属铸锭的组织与缺陷——合金铸锭的三晶区和铸锭组织的缺陷。
(四)铁碳合金1、铁碳相图——基本相的组成及相图的特点。
2、铁碳合金的平衡结晶——铁碳合金的分类,平衡结晶过程及其组织形貌。
3、含碳量的影响——掌握含碳量对铁碳合金平衡组织、机械性能和工艺性能的影响。
(五)金属及合金的塑性变形1、金属的应力-应变曲线——应力-应变曲线、弹性极限、屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率。
2、(金属)单晶体的塑性变形——滑移、滑移系、位错的运动和增殖、弗兰克-瑞德源、位错的交割与塞积。
3、多晶体的塑性变形——晶粒尺寸对塑性变形的影响,Hall-Patch公式。
4、合金的塑性变形——合金相对塑性变形的影响,固溶强化、弥散强化、沉淀强化、加工硬化。
热处理复习笔记
项目二热处理复习笔记1.热处理的作用:1)提高工件的使用性能和寿命;2)改善工件的加工工艺性能2.热处理的特性:只改变材料的内部组织结构或工件材料表面的化学成分,不改变工件的形状和整体化学成分。
3.热处理对象:主要是钢铁材料,也可以是铝、铜、镁、钛等及其合金。
4.热处理的定义:对金属材料采用适当方式进行加热、保温和冷却,以获得预期的性能的工艺。
加热目的:为了获得强度、硬度低、塑性、韧性好的奥氏体组织。
保温目的:使工件热透,组织转变均匀。
冷却方式:随炉冷却、空气冷却、油冷、水冷,水中最快,炉中最慢。
表面热处理:只加热工件表层,以改变其表层材料力学性能的热处理工艺。
化学热处理:是改变工件表层材料的化学成分、组织、性能的表面热处理工艺。
6.退火6.1定义:把钢加热到适当的温度,保温一定时间,然后缓慢冷却(炉冷),以获得接近平衡组织的热处理工艺。
6.2主要特点:冷却缓慢。
6.3分类:按冷却方式分为连续冷却退火、等温退火。
按加热温度分,在临界温度(AC3或AC1)以上,有完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、均匀化退火。
在临界温度(AC1)以下,有再结晶退火、去应力退火、脱氢退火等。
常见为表格中的三类:6.4目的(性能)降低硬度,利于切削加工;提高塑性韧性,利于冷加工。
(硬度降,塑性韧性即升)(组织)消除或减少毛坯加工中形成的组织缺陷;细化晶粒(均匀化),为最终热处理做组织准备。
(应力)消除内应力,减少变形,防止开裂。
7.正火7.1定义:将钢加热到适当温度(AC3或Acm以上40~60℃),保温一定时间,然后在空冷的热处理工艺。
7.2特点:组织细,强度、硬度比退火钢高(原因:冷却速度快)7.3目的:对于低碳钢,细化组织,提高硬度,改善切削加工性对于中碳钢和性能要求不高零件,做调质处理。
对于高碳钢,消除网状碳化物,为球化退火做组织准备。
性能要求不高,形状复杂、横截面有急剧变化的钢件,用正火代替淬火作为最终热处理(淬火是水或油冷)8.正火和退火的共同点作为预备热处理,即处于锻造和粗加工之间。
(完整版)金属学热处理笔记
一个晶体的某一方向可以用方向矢量来描述,这就是 晶向指数 [111]
晶体中原子周期排列相同在空间位向不同 (即不平行)的晶向统称为 晶向族 <111>
取晶面在坐标轴上的截距, 取截距的倒数, 将倒数约成互质的整数, 即该晶面的
法向量,就是 晶面指数 ( 111)
在立方晶系中, 由于原子的排列具有高度的对称性, 往往存在有许多原子排列完
400N·m
结构材料
金属材料(主要金属键)
功能特点用途分类
原子间键合分类 陶瓷材料(主要离子键)
功能材料
高分子材料(主要共价键)
复合材料(土坯)
金属:是具有正的电阻温度系数的物质,通常具有良好的导电性、导热性、延展
性、高密度和高的光泽。
陶瓷:金属和非金属元素间化合物。 具有很高的强度和硬度, 较低的导点、导热、
延性、成型性及耐冲击性都很差。 极好的耐高温和耐腐蚀特性, 还有一些独特的
光电性能。
高分子材料: 非金属原子共有电子而构成的大分子材料。 每个大分子由许多结构
相同的单元相互连接而成,因此又称为聚合物。具有较高的强度、良好的塑性、
较强的耐腐蚀性、绝缘性和低密度优良特性。
复合材料: 有两种或两种以上材料组成的材料所不具备的。 复合材料可能具有非
全相同但在空间位向不同(即不平行)的晶面,这些晶面总称为 晶面族 {111}
平行于或者相交于同一直线的一组晶面组成一个晶带,而该直线叫做晶带
晶带轴 计算公式( ?1 ??1?1?) , ( ?2 ?2??2?) [ ????]??
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高三化学热处理知识点总结
高三化学热处理知识点总结热处理是指通过加热和冷却对材料进行物理或化学变化,以改变其组织结构和性能的过程。
在高三化学学习中,了解热处理的知识点对于理解材料性质、实验操作及工艺应用都有着重要的作用。
本文将对高三化学热处理的知识点进行总结。
一、热处理的分类1. 相变热处理相变热处理是指物质在固态与液态、气态之间变化过程中受热处理的过程。
常见的相变热处理包括升华、熔化和汽化等。
2. 固态热处理固态热处理是指在物质固态改变过程中进行的热处理,主要包括退火、淬火和回火等。
3. 液态热处理液态热处理是指在物质液态状态下进行的热处理,主要涉及溶解和结晶等。
二、常见的热处理方法1. 退火退火是通过加热材料至一定温度,然后以适当速率冷却的过程,目的是减小材料的硬度和提高延展性。
退火可分为全退火、球化退火、时效退火等。
2. 淬火淬火是将材料加热至临界温度,保持一定时间后迅速冷却,以使材料产生相变,并获得高硬度和高强度。
淬火还可分为水淬、油淬、盐淬等不同介质淬火。
3. 回火回火是在淬火过程中,通过加热材料至较低的温度,然后适当冷却,使材料获得适合使用的组织结构和力学性能。
回火的目的是消除淬火应力和提高材料的韧性。
4. 热残余处理热残余处理是指在材料制备过程中,对材料进行一次或多次退火、淬火和回火等处理,以消除或调整材料内部应力和改变材料组织结构,从而改善材料的性能。
三、热处理对材料性能的影响1. 组织结构的改变热处理可以改变材料的晶格结构、晶粒尺寸和晶界特性,从而影响材料的硬度、强度和韧性等机械性能。
2. 性能的提高通过合理的热处理过程,可以提高材料的硬度、强度、塑性和韧性等性能,使其适应不同的工作环境和使用要求。
3. 应力的消除热处理可以消除材料制备过程中的应力,避免材料在使用过程中发生变形、开裂等问题,提高材料的稳定性和可靠性。
四、热处理的应用领域1. 金属材料加工热处理在金属材料的加工中广泛应用,可以改善金属材料的力学性能,避免加工后出现裂纹、变形等问题,提高产品质量和使用寿命。
热处理重点知识总结
第一章1.工程材料:金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料。
2.强度指标:屈服强度、抗拉强度。
塑性指标:伸长率、断面收缩率。
硬度指标:布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。
韧性指标:冲击韧性。
3.强度:材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度。
4.塑性:塑性是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力。
5.刚度:材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度。
其指标即为弹性模量。
6.硬度:材料表面局部区域抵抗更硬物体压入的能力称为硬度。
7.冲击韧性:材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力称为冲击韧性。
8.实际工作中的构件常常是在受交变载荷的作用,所谓交变载荷是指大小或方向随时间而破坏的载荷。
第二章1.热处理:热处理是根据钢在固态下组织转变的规律,通过不同的加热、保温和冷却,以改变其内部组织结构,达到改善钢材性能的一种热加工工艺。
热处理一般是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。
2.加热时的转变主要是奥氏体转变。
3.板条马氏体的亚结构主要为高密度的位错。
位错密度高达1223.0(-~⨯cm,故又称为位错马氏体。
)9.0104.片状马氏体又称为针状马氏体。
5.片状马氏体内部的亚结构主要是孪晶。
6.含碳量低于0.25%的板条马氏体的正方度很小,1/≈c,为体心a立方晶格。
7.马氏体具有高硬度、高强度的原因是多方面的,其中主要包括固溶强化、相变强化、时效强化以及晶界强化等。
8.在通常情况下,马氏体转变不能进行到底,也就是说当冷却到M点温度后还不能获得100%的马氏体,而在组织中保留有一定f数量的未转变的奥氏体,称之为残余奥氏体。
9. 粗大的魏氏组织是钢的一种过热缺陷组织。
10.回火:回火是将淬火钢加热到低于临界点A的某一温度保温1一定时间,使淬火组织转变为稳定的回火组织,然后以适当的方式冷却到室温的一种热处理工艺。
11.淬火钢在回火时的组织转变规律:(1)马氏体中碳的偏聚。
(2)马氏体的分解。
(3)残余奥氏体的转变。
(4)碳化物的转变。
《热处理》复习资料
热处理复习资料1、钢铁:是Fe与C、Si、Mn、P、S以及少量的其它元素所组成的合金。
其中除Fe外,C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用。
2、热处理:通常的金属热处理工艺,一般均由不同的加热、保温和冷却三个阶段组成,从而改变整体或表面组织(但形状不变),获得所需的性能。
3、热处理原理是研究热处理过程中组织转变的规律;热处理工艺是根据原理制定的温度、时间、介质等参数对具体的产品零部件进行处理的过程。
4、热处理工艺类别:整体热处理:退火、正火、淬火、回火;表面热处理:感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、激光加热表面淬火、化学气相沉积、物理气相沉积;化学热处理:渗碳、渗氮、渗其它元素、多元共渗。
一、加热时组织转变1、钢之所以能够进行热处理,是钢在加热冷却过程中发生固态相变。
加热的目的:使钢形成全部或部分奥氏体组织,并控制奥氏体的化学成分、均匀化程度及晶粒大小等。
2、奥氏体化:奥氏体成核,晶核长大;渗碳体溶解;奥氏体成分均匀化的过程PSK线称为A1线;Acm线:渗碳体在奥氏体中的溶解度曲线ES线;铁素体向奥氏体转变曲线GS线为A3线通常实际加热时的临界温度用脚标C表示,AC1、AC3、ACcm;实际冷却时的临界温度用脚标r表示,Ar1、Ar3、Arcm,以示与平衡转变温度的区别3、共析钢奥氏体的形成:共析钢加热至Ac1 以上时, 发生P(F+Fe3C)→A的转变。
奥氏体形成的热力学条件:必须在A1温度以上,即在一定的过热条件下奥氏体才能形成;只有当P与奥氏体的体积自由能之差能克服界面能和应变能时,珠光体向奥氏体转变才能使系统向低能状态转变,奥氏体才能自发地形成。
4、奥氏体形成过程:(1)奥氏体的形核形核的成分、结构条件:α + Fe3C γC% 0.0218 6.69 0.77结构BCC 复杂正方FCC形核位置:A晶核将在α/Fe3C相界面上优先形成,这是由于:①相界面形核,可以消除部分晶体缺陷而使体系的自由能降低;②相界面两边的碳浓度差大,较易获得与新相奥氏体相适配的碳浓度;③相界面处,原子排列较不规则,易于产生结构起伏。
热处理复习
一名词解释1. 晶胞——2. 金属化合物——3. 固溶体——4. 相——5. 组织——6. 变质处理——7. 加工硬化——8. 本质晶粒度——9. 黄铜——10. 调质处理——11.晶体——12.合金——13.固溶体——14.组元——15.过冷度——16.固溶强化——17.滑移系——18.热硬性——19.淬硬性——20.共析反应——二填空题1.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、()和(断裂)三个阶段。
2.表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是冲击韧性,其单位是J 。
3.实际金属中存在有点缺陷、线缺陷和面缺陷三类缺陷。
位错是线缺陷,晶界是面缺陷。
金属的晶粒越小,晶界总面积就越大,金属的强度也越高,冲击韧性好。
4.结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的。
这两个过程是________ 和________。
5.当固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时,先结晶出来的枝晶轴含有较多的________ 组元。
6.物质在固态下的晶体结构随温度发生变化而改变的现象称为________。
铁的同素异构体转变为。
7.纯铁在912℃发生α-Fe→γ-Fe转变,其体积将________ 。
8.在缓慢冷却条件下,含碳0.8%的钢比含碳1.2%的钢硬度________ ,强度________ 。
9.常温下,金属单晶体的塑性变形方式为________ 和________。
10.造成加工硬化的根本原因是。
11.在金属学中,冷热加工的界限是以________ 来划分的。
因此,Cu(熔点为1084℃)在室温下的变形加工为________ 加工,Sn(熔点为232℃)在室温下的变形加工为12.强化金属材料的基本方法有________ 、________ 、________ 和________。
13.共析钢加热时,其奥氏体化过程由________ 、________ 、________、________ 等四个步骤组成。
14.马氏体的显微组织形态主要有和两种。
金属学级热处理笔记
本科生上课笔记重点宏不雅的塑性变形是位错在外力感化下活动的成果.位错在晶体中的活动方法有两种:滑移slip:与金属的变形亲密相干攀移climba位错的滑移是在切应力感化下进行的,消失一个最小切应力.使刃型位错滑移的切应力必须与位错线垂直.对于刃型位错,晶体滑移的偏向与位错活动偏向一致.滑移面:位错线与柏氏矢量构成的原子面,对于刃型位错,位错线与柏氏矢量垂直,是以刃位错的滑移面是独一肯定的.使螺型位错滑移的切应力必须与位错线平行.对于螺型位错,晶体滑移的偏向与位错活动偏向垂直.滑移面:对于螺型位错,位错线与柏氏矢量平行,是以螺型位错可以有多个滑移面.要点(1)位错的滑移面包含柏氏矢量和位错线.(2)对于一根位错线而言,柏氏矢量是固定不变(3 )可以经由过程柏氏矢量和位错线的关系来断定位错特点.b⊥t时为刃型位错,b∥t为螺型位错,对于混杂型位错,b和t的角度在0°和90°.的.(4)位错线不克不及终止于完全晶体之中.位错平日可以在包含位错线和柏氏矢量的面上滑移,在某些情形下,还能产生垂直于滑移面偏向的移动,称为攀移.只有刃型位错会产生攀移.攀移的本质是刃型位错半原子面的向上(正攀移)或向下活动(负攀移).攀移时陪同物资的迁徙,须要空位的集中,须要热激活,比滑移须要更大的能量原子正常的堆剁次序遭到损坏的现象称为堆垛层错.面缺点包含晶界.相界和概况晶界两侧晶粒的位相差θθ<10o 小角度晶界θ>10o 大角度晶界在晶界处,原子处于较高能量状况.这部分能量称为晶界能点缺点.线缺点.面缺点.肖脱基空位.弗兰克耳缺点.间隙原子.置换原子.刃型位错.螺型位错.位错密度.滑移.攀移.全位错.不全位错.层错.大角度晶界.小角度晶界.晶界能刃型位错和螺型位错的特点.柏氏矢量的肯定及柏氏矢量的暗示.懂得滑移的进程及刃型位错和螺型位错滑移的特色.组元component:构成材料最根本的,自力的物资.纯元素金属Ni Cu Fe Cr 非金属 C N B O化合物 Al2O3. SiO2. AlN. Fe3C合金 alloy:由两种或两种以上的金属.或金属与非金属经熔炼或其他办法制成的具有金属特点的物资.相phase:金属中具有统一集合状况.统一晶体构造和性质并以界面互相离隔的平均构成部分.相图phase diagrams:描述在均衡前提下,体系状况或相的改变与成分.温度及压力间的关系的图.纯金属:高导电性,高延展性,优越的耐蚀性.强度较低,很罕用作工程构造.合金化:可进步强度和硬度.工程中运用的金属材料大部分是合金.以合金中某一组元作为溶剂.其它组元为溶质.所形成的与溶剂有雷同晶体构造.晶格常数稍有变更的固相,称为固溶体.溶剂的晶体构造不改变,但是因为溶质原子的消失,晶格会产生畸变形成无穷固溶体时,原子相对尺寸差一般小于15%.组元间晶体构造雷同时.固溶度一般都较大,并且有可能形成无穷固溶体.若组元间晶体构造不合.便只能形成有限固溶体.两元素间电负性差越小,则越易形成固溶体,并且所形成的固溶体的消融度也就越大;随两元素间电负性差增大.固溶度减小,当溶质与溶剂的电负性差很大时,往往形成比较稳固的金属电子浓度:合金中各构成元素的价电子数总和与原子总数的比值,记作e/a.消失一极限电子浓度.超出极限电子浓度,固溶体就不稳固,便会形成新相.形成间隙固溶体的溶质原子半径很小,如氢()氧()氮()碳()硼()间隙固溶体只能是有限固溶体.形成固溶体时,材料的硬度.强度升高,这种因为溶质原子的固溶引起的强化效应,称为固溶强化.当溶质原子的参加量超出必定限度时,会形成一种新相,这种新相当为中央相,中央相的晶体构造不合于此相中的任一组元.又称为金属间化合物分类:正常价化合物电子化合物尺寸身分化合物由金属元素与周期表中的第IV,V,VI族元素构成.化合物相符化合的原子价纪律,可用化学式暗示.AB, A2B (or AB2).熔点高于构成金属元素,解释原子间联合力较强.硬度较高,但是脆性大.如Mg2Si Mg2Sn MnS AlN SiC等.e/a = (价电子数总和) / (原子总数).有三种不合的比值,平日称为Hume-Rothery比:e/a = 3/2(21/14)-β相e/a = 21/13-γ相e/a = 21/12-ε相这类中央相的形成重要受组元的相对尺寸所控制.两类:拉弗斯相r i(interstitial)/r间隙原子处于构造间隙处,不改变金属的晶体构造.这时,称为间隙相.r i(interstitial)/r晶格畸变增大,形成新的更庞杂的晶体构造,称为间隙化合物.相图是描述体系的状况.温度.压力及成分之间关系的一种图解.运用相图可以知道不合成分的材料在不合温度下消失哪些相.各相的相对量.成分及温度变更时可能产生的变更.相均衡:在某一前提下,体系中各个相经由很长时光也不互相改变,处于均衡状况,这种均衡称为相均衡.相律(Gibbs’ Phase Rule) 1876 Gibbs描述体系的组元数.相数和自由度数关系的轨则.f = C - P + 2自由度:均衡体系中保持均衡相数不变的前提下自力可变的身分.不克不及为负值.组元数C=1依据相律:f =1-P+2=3-P若,P=1,则f =2∴可以用温度和压力作坐标的平面图(p-T图)来暗示体系的相图.若,f =0,则P=3,即最多有三相均衡相图上的每一个点都对应着体系的某一种状况,是以这些点平日称作状况点.假如外界保持一个大气压,依据相律,C=1,P=1则f=1.体系中只有一个自力可变的变数.是以单元系相图可以只用一个温度轴来暗示.二元体系有两个组元,依据相律:f=C-P+1,二元体系最大的自由度数量f=2,这两个自由度就是温度和成分.故二元凝集体系的相图,仍然可以采取二维的平面图形来描述.即以温度和任一组元浓度为坐标轴的温度-成分图暗示.热剖析法.金相组织法.X射线剖析法.硬度法.电阻法.热膨胀法.磁性法等Phase diagram of iron-carbon alloys请求:控制铁-碳合金中的基底细;控制铁-碳(Fe-Fe3C)合金相图;熟习典范合金的均衡凝固进程及组织改变;懂得碳含量对铁-碳合金组织和机能的影响;懂得钢中的杂质元素.钢铁为最重要的金属材料.铁碳合金分类:钢:碳的质量分数小于2.11%;铸铁:碳的质量分数大于2.11%.现实研讨中碳的含量小于6.69%.铁-碳合金相图是研讨铁碳合金的重要对象.因为含碳量超出(Fe3C的含碳量)今后,合金脆性很大,所以研讨的只是Fe-Fe3C铁的熔点:1538℃密度:/m3.同素异构改变:金属在固态下产生的晶格类型的改变.Fe3C是铁与碳的一种具有庞杂构造的间隙化合物(正交晶系),平日称为渗碳体,用Cm暗示.机能特色:硬度高,800HBW.脆性大Fe3C→3Fe+C石墨δ相:碳在δ-铁中的间隙固溶体,bcc构造,1394℃以上消失,最大溶碳量为0.09%.又叫高温铁素体.可用F暗示.γ相:γ相是碳在γ-铁中的固溶体,fcc构造,727℃-1495℃之间消失,最大溶碳量为2.11%,叫做奥氏体,也可用A来暗示.相图中重要的点和线相图中各个点的代表符号一般通用,不随便改变.个中的P.S.E.C四个点最重要.包晶改变:1495 ℃HJB程度线:L0.53+δ→γ共晶改变:1148 ℃ECF程度线:→γ2.11+ Fe3C莱氏体Ledeburite符号Ld共晶反响的产品是奥氏体与渗碳体的共晶混杂物,叫做莱氏体,用Ld暗示.个中的渗碳体叫做共晶渗碳体.共析改变:727℃PSK 程度线(A1线,A1温度):γ→α0.02+ Fe3C珠光体Pearlite符号P共析反响的产品是铁素体与渗碳体的共析混杂物,叫做珠光体,用P暗示.个中的渗碳体叫做共析渗碳体.GS线(A3线,或A3温度):合金冷却时从A中开端析出F的临界温度线.ES线碳在A中的固溶线,叫做Acm线,Acm温度.由奥氏体中析出的渗碳体叫做二次渗碳体,用Fe3CⅡ暗示.PQ线碳在铁素体中的固溶度曲线.由铁素体中析出的渗碳体叫做三次渗碳体,用Fe3CⅢ暗示.一次渗碳体:直接从液相中析出.二次渗碳体:从A中析出三次渗碳体:从F中析出共晶渗碳体:共晶反响,莱氏体中共析渗碳体:共析反响,珠光体中铁碳合金可以分为三类:工业纯铁:C≤0.0218%钢:0.0218%<C≤2.11%亚共析钢:0.0218%<C<0.77%共析钢:C=0.77%过共析钢:0.77%<C<2.11%白口铸铁:2.11%<C<6.69%亚共晶白口铸铁:2.11%<C<4.3%共晶白口铸铁:C=4.3%过共晶白口铸铁:4.3%<C<6.69%典范合金的结晶进程工业纯铁2. 共析钢3.亚共析钢4. 过共析钢5. 共晶白口铸铁低温莱氏体:高温莱氏体(A+ Fe3C)形成后,随温度的下降,A要改变成P和Fe3CⅡ,叫做低温莱氏体(P+ Fe3CⅡ+ Fe3C共晶).用Ld'暗示.6.亚共晶白口铸铁7. 过共晶白口铸铁本章重点题一铁-碳相图的运用1.合理选用钢铁材料依据机能请求来选择合金的成分.2.肯定热加工工艺如锻造中请求选择结晶温度区间小的合金,从相图中可以看出,纯铁和共晶白口铸铁的锻造机能最好.在热变形加工中,请求合金的塑性较高,因而选择在单相奥氏体区进行.3.在热处理工艺中的运用钢的热处理工艺都是依据铁-碳相图制订的.►五大元素:碳(C).硅(Si).锰(Mn).硫(S).磷(P)►其它:氧(O).氮(N).氢(H)锰和硅作为脱氧剂.硅含量≤0.5%.增长钢液流淌性,进步钢的强度.含量高时,影响钢的质量.锰含量≤0.8%.进步硅和铝的脱氧后果.硫有害元素,起源于生铁原料.矿石和燃料(如焦炭)燃烧产生的SO2.热脆:钢在热加工时开裂(11年考).原因:Fe+FeS共晶(11年考)Fe+FeS+FeO三元共晶解决:参加锰磷有害元素,起源于矿石和生铁等炼钢原料.冷脆:其固溶强化感化进步钢的强度.硬度,但激烈下降钢的低温韧性.重要以氧化物情势消失.如FeO.Fe2O3.SiO2.MnO.Al2O3.CaO.MgO使钢的机能变差.氮钢在冶炼时进入的.使钢的强度.硬度升高,塑性.韧性下降.氢溶入钢中使钢的塑性和韧性下降,称为氢脆.当氢从钢中析出时,形成缺点,如白点等.铁碳相图(重点)钢.铸铁.渗碳体.铁素体.奥氏体.珠光体.莱氏体.A1线.Acm线.A3线.组织构成物Fe-Fe3C相图中的恒温改变和重要的固态改变线.典范合金的凝固进程剖析及杠杆定律的运用.填写相图中的组织构成物.懂得含碳量对铁碳合金组织和机能的影响.。
工程材料及热处理复习要点
工程材料及热处理复习要点一、材料的力学性能1. 强度、塑性、冲击韧性的定义,常用衡量指标、符号及其含义;2. 布氏硬度HBS、洛氏硬度HRC的表示方法及应用;3. 当对零件热处理后的力学性能有要求时,在零件设计图纸上常常标出其硬度指标。
二、纯金属的晶体结构与结晶1.纯金属的三种典型晶格类型。
具有面心立方晶格的金属塑性最好。
2.晶体缺陷的三种类型及其对金属力学性能的影响。
(位错强化、细晶强化)3.纯金属结晶的必要条件和基本规律4.晶粒度的概念、晶粒大小对金属材料常温下力学性能的影响;5.铸造生产中(金属结晶时)常获得细小晶粒的方法。
三、合金的结构与结晶1.合金的两种相结构——固溶体和金属化合物的结构和性能特点。
(固溶强化)2. 合金与纯金属结晶相比的不同点:(1)纯金属的结晶是在恒温下进行的,只有一个相变点(临界点);合金的结晶是大多是在一个温度范围内进行的,结晶开始和终止温度不同,有两个相变点。
(2)液态合金结晶时,在局部范围内有成分的波动。
3.具有单相固溶体的合金塑性好,变形抗力小,具有良好的锻造性能。
→钢可加热到单相A区进行锻造成形。
共晶或接近共晶成分的合金熔点低,流动性好,铸造性能好。
→铸铁具有共晶反应,适于铸造成形。
四、铁碳合金1. F、A、Fe3C、P、Ld的定义、结构及性能特点2. 关于F—Fe3C相图(1)默画并填写各区的组织,A1、A3、Acm线的位置及含义(2)共晶反应、共析反应的反应式及其产物(3)亚共析(如45、60钢)、过共析钢(如T10、T12钢)的平衡结晶过程分析,发生了哪些转变,画出室温组织示意图。
(4)计算室温组织组成物的相对百分含量。
3. 含碳量对碳钢平衡组织和力学性能的影响。
(做到活学活用,如55页习题7、8、9)五、金属塑性变形1.加工硬化的定义、产生原因及利弊,如何消除。
2.理论上,热加工和冷加工如何区别。
注意:热塑性变形加工不产生加工硬化现象,但仍会使金属的组织和性能发生显著变化。
热处理部分复习总结
第九章钢的热处理原理总结一、概述1热处理:将钢在固态下加热到预定的温度,并在该温度下保温一段时间,然后以一定的速度冷却下来的一种热加工工艺。
2目的:是改变钢的内部组织结构,以改善钢的性能。
3作用:消除毛坯中的缺陷,改善其工艺性能,显著提高钢的力学性能,充分发挥钢材的潜力。
4什么样的金属材料才能进行热处理:原则上只有在加热或冷却时溶解度发生显著变化或者发生类似纯铁的同素异构转变,即有固态相变发生的合金才能进行热处理。
5金属固态相变的特征:相变阻力大,新相晶核与母相之间存在一定的晶体学位向关系,母相晶体缺陷对相变起促进作用,易于出现过渡相(亚稳相)6固态相变的分类按平衡状态分:平衡相变非平衡相变按原子的迁移特征分:扩散型相变过渡型相变非扩散型相变二、钢在加热时的转变1平衡相图与热处理的滞后现象:平衡相图是表示热力学上近于平衡时的组织状态与温度、成分之间的关系。
由上图可知:A1、A3 、Acm线是钢在缓慢加热和冷却过程中组织转变的临界点。
实际上,钢在热处理时其转变温度要偏离平衡的临界点,产生滞后现象:加热时的组织转变的临界点为Ac1、Ac3 、Accm线;冷却时的组织转变的临界点为Ar1、Ar3 、Arcm线。
加热冷却速度越快,滞后现象越严重。
2“奥氏体”化:钢在加热时获得奥氏体的组织转变的过程3共析钢奥氏体的形成过程,组织成分和结构的变化,形成的步骤有哪些?4亚共析钢和过共析钢奥氏体的过程温度只超过Ac1时,只有原始组织中的P转变为A,仍部分保留先共析相(F和Fe3C ),温度继续升高超过Ac3、Accm,并保温足够时间后,才能获得均匀的单相A组织5 影响A形成速度的因素加热温度和保温时间、原始组织、化学成分如何影响?6 晶粒度是衡量晶粒大小的尺度。
通常以单位面积内的晶粒数目或以每个晶粒的平均面积与平均直径来描述(起始晶粒度:钢在临界温度以上A形成刚结束,其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。
)本质晶粒度:钢在一定条件下A晶粒长大的倾向性。
金属学与热处理笔记
金属学与热处理总结一、金属的晶体结构重点内容:面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径,八面体、四面体间隙个数;晶向指数、晶面指数的标定;柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。
基本内容:密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径,密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。
晶体的特征、晶体中的空间点阵。
晶胞:在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元,用来分析原子排列的规律性,这个最小的几何单元称为晶胞。
金属键:失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来,这种结合方式称为金属键。
位错:晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。
位错的柏氏矢量具有的一些特性:①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型;②柏氏矢量的守恒性,即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关;③位错的柏氏矢量个部分均相同。
刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直;螺型平行;混合型呈任意角度。
晶界具有的一些特性:①晶界的能量较高,具有自发长大和使界面平直化,以减少晶界总面积的趋势;②原子在晶界上的扩散速度高于晶内,熔点较低;③相变时新相优先在晶界出形核;④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚;⑤晶界易于腐蚀和氧化;⑥常温下晶界可以阻止位错的运动,提高材料的强度。
12二、纯金属的结晶重点内容:均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系;细化晶粒的方法,铸锭三晶区的形成机制。
基本内容:结晶过程、阻力、动力,过冷度、变质处理的概念。
铸锭的缺陷;结晶的热力学条件和结构条件,非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。
相起伏:液态金属中,时聚时散,起伏不定,不断变化着的近程规则排列的原子集团。
过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。
变质处理:在浇铸前往液态金属中加入形核剂,促使形成大量的非均匀晶核,以细化晶粒的方法。
过冷度与液态金属结晶的关系:液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。
金属学与热处理-期末复习重点
第一章金属的晶体结构第一节金属1度系数为负值。
第二节金属的晶体结构1、晶体的特征:1、具有一定的熔点2、各向异性非晶体为各向同性23、为了清楚地表明原子在空间排列的规律性,常常将构成晶体的原子抽象为纯粹的几何点,称之为点阵。
这些点阵有规则地周期性重复排列所形成的三维空间阵列称为空间点阵。
常人4567、常见的三种晶体结构主要是指体心立方、面心立方和密排六方结构,其中体心立方结构(BCC)每个晶胞含有2原子,其原子配位数为8,致密度是68%面心立方结构(FCC)每个晶胞含有4原子,其原子配位数为12;致密度是74%密排六方结构(HCP)每个晶胞含有6原子,其原子配位数为12,致密度是74% 。
8、密排面的堆垛顺序是AB AB AB……,构成密排六方结构ABCABCABC……,构成面心立方结构9、通常以[uvw]表示晶向指数的普遍形式原子排列相同但空间位向不同的所有晶向成为晶向族,<uvw>表示晶面指数的一般表示形式为(hkl)晶面族用大括号{hkl}表示10、在立方结构的晶体中,当一晶向[uvw]位于或平行于某一晶面(hkl)时,必须满足以下关系:hu+kv+lw=0当某一晶向与某一晶面垂直时,则其晶向指数和晶面指数必须完全相等,即u=b、v=k、w=l。
12、由于多晶体中的晶粒位向是任意的,晶粒的各向异性被互相抵消,因此在一般情况下整个晶体不显示各向异性,称之为伪等向性。
一般金属都是多晶体第三节实际金属的晶体结构1、晶体中的线缺陷就是各种类型的位错,它是在晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。
2、刃型位错的重要特征:1、刃型位错有一额外半原子面;2、位错线是一个具有一定宽度的管道3、位错线与晶体的滑移方向相垂直,位错线运动的方向垂直于位错线螺型位错的重要特征:1、螺型位错没有额外半原子面;2、螺型位错线是一个具有一定宽度的管道,其中只有切应变,而无正应变3、位错线与晶体的滑移方向平行,位错线运动的方向与位错线垂直4、位错线与柏氏矢量垂直就是刃型位错,位错线与柏氏矢量平行,就是螺型位错。
热处理笔记
1式样裂纹看有无淬火马氏体和脱碳层?磨削加工时磨削热导致二次淬火层,可使用显微硬度确定是否为马氏体。
脱碳层在例如:齿面磨削裂纹宏观照片荧光灯下裂纹照片室外裂纹照片齿面磨削裂纹金相照片旦纳齿轮轴叉齿面磨削裂纹旦纳齿轮轴叉裂纹收尾处旦纳齿轮轴叉磨削的齿面未磨削的齿根处组织50X应该说这组试样制作水平不高,不能把腐蚀剂的影响减少到最小,给人造成很多错觉.再就是产生磨削裂纹后应当先有磨削面的裂纹照片.这是判断裂纹性质的重要证据。
纵向切片照片中的金相组织没有先解释清楚.这是失效分析的大忌。
渗碳淬火后磨削裂纹的原因判断分析要进行两方面的工作:一是裂纹表面形态:是表面龟裂还是垂直于磨削方向的平行线或者两者兼而有之;表面有无磨削烧伤的痕迹(发黄到发蓝)。
二是裂纹纵向切片组织形态和裂纹深度:马氏体、残余奥氏体、碳化物的形态是否合格;表面有无异常组织区域出现(如表面的白亮层、脱碳层、过热区等);各区的显微硬度分布情况;裂纹深度有多深,裂纹前端达到渗碳组织的哪个区域等。
有了以上的证据收集就基本上可以判断裂纹的原因了:表面有龟裂的话与渗碳淬火组织中有大量残余奥氏体有关,这明显是热处理问题。
如果裂纹是平行于磨削方向且互不相交的话情况就复杂些。
就要综合其它的分析结果进行判断。
从你的后序解释来看,主要是由于表面存在大量的残余奥氏体造成的。
这种组织即使磨削符合规范,也会形成磨削裂纹,并且表面裂纹呈龟裂状。
磨削不符合规范,磨削热过大形成表面二次淬火(有了白亮层和热影响区)。
是磨削引起的淬火裂纹!白亮层是一种硬化层,而实质上就是马氏体!我们在使用过的钢丝绳内也常常碰到,它是因外部受到剧烈的磨损或冲撞,使钢的表面温度瞬间达到淬火温度,继而急剧冷却,形成局部马氏体。
由此引起钢丝绳失效的案例也不少!2关于45钢的正火工艺请问楼主,为了便于后续机加工,预先热处理(正火退火)后得到的组织,是等轴状铁素体+珠光体好呢,还是网状铁素体+珠光体好?按理论上来说,相图是平衡状态下测定的,平衡状态即冷速缓慢,那么平衡状态下(就以45钢为例),得到的应该是网状还是等轴状铁素体呢?为什么有此一问,主要是我一直没理解你所说的“冷却速度快(较正火)容易形成网状”。
金属热处理考试重点
一、名词解释热处理:将钢在固态下加热到预定温度,并在该温度下保持一段时间,然后以一定速度冷却到室温的热加工工艺。
滞后:加热时相变温度偏向高温,冷却时偏向低温的现象。
(热滞或冷滞)本质晶粒度:在930±10℃,保温3~8h后测定的奥氏体晶粒大小称为本质晶粒度,其表示在规定的加热条件下,奥氏体晶粒长大的倾向性大小。
过冷奥氏体:在临界温度下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体。
回火:将淬火钢加热到临界点A1以下的某一温度保温一定时间,使淬火组织转变为稳定的回火组织,然后以适当方式冷却至室温的热处理工艺。
回火脆性:有些钢在一定温度范围内回火时,其冲击韧度显著降低,这种脆化现象叫做钢的回火淬性。
(250~400,第一类,低温回火脆性,450~650,第二类,高温)伪共析体:由偏离共析成分的过冷奥氏体所形成的珠光体称为伪共析体或伪珠光体。
调质处理:淬火加高温回火处理的热处理工艺。
钢的淬火:将钢加热到临界点Ac3或Ac1以上一定温度,保温以后以大于临界冷却速度速度冷却得到马氏体(或下贝氏体)的热处理工工艺叫做淬火。
表面淬火:将工件快速加热到淬火温度,然后迅速冷却,仅使表面层获得淬火组织的热处理方法淬透性:是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力。
淬硬性:表示钢淬火时的硬化能力。
马氏体中含碳量越高,钢的淬硬性越高。
低碳钢淬透性大于高碳钢,高碳钢淬硬性大于低碳钢。
形变热处理:将塑性变形和热处理有机结合在一起的一种复合工艺。
既能提高钢的强度,又能改善钢的塑性和韧性,同时简化工艺,节省能源。
渗碳:将低碳钢放入渗碳介质中,在900—950 加热保温,使活性碳原子渗入钢件表面并获得高碳渗层的工艺方法。
渗氮:向钢件表面渗入氮元素,形成富氮硬化层的化学热处理。
也称为氮化。
二、填空判断1、改善钢性能的两条途径分别是合金化和是热处理2、热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点:只通过改变工件的组织来改变性能,而不改变其形状。
材料科学与工程材料力学与材料热处理重点考点梳理
材料科学与工程材料力学与材料热处理重点考点梳理材料科学与工程是一门研究材料的结构、性能、制备与应用的学科。
作为材料科学与工程的两个重要方向,材料力学与材料热处理扮演着至关重要的角色。
本文将对材料力学与材料热处理的重点考点进行梳理,以帮助读者更好地理解和掌握相关知识。
一、材料力学材料力学是研究材料在外力作用下的力学行为和性能的学科,为材料科学与工程的核心内容之一。
在材料力学的学习中,以下几个方面是重点考点:1. 应力应变关系应力应变关系是材料力学的基础,描述了材料在外力作用下的变形行为。
重点考点包括:一维弹性应力应变关系、二维应力状态下的弹性应力应变关系、多轴载荷下的应力应变关系等。
2. 构件的力学性能材料力学的另一个重点考点是构件的力学性能,即材料在外力作用下的稳定性和破坏性能。
重点考点包括:构件的强度、刚度、韧性、脆性等。
3. 材料的疲劳断裂材料在长期交变载荷下会出现疲劳断裂现象,这是材料力学的一个重要研究方向。
重点考点包括:疲劳寿命、应力幅与寿命关系、疲劳裂纹扩展等。
二、材料热处理材料热处理是指通过加热、保温和冷却等方法改善材料的性能和组织结构的工艺。
在材料热处理的学习中,以下几个方面是重点考点:1. 热处理工艺材料热处理的重点考点之一是热处理工艺,即通过加热与冷却等操作改变材料的组织结构和性能。
重点考点包括:退火、淬火、回火、时效等热处理工艺。
2. 材料相变热处理过程中,材料内部的相变对材料性能的改善起着重要作用。
重点考点包括:固溶体相变、析出相变、转变相的形成与演化等。
3. 热处理工艺对性能的影响不同的热处理工艺对材料的性能有着不同的影响,理解这种影响是材料热处理的关键。
重点考点包括:热处理对材料硬度、强度、韧性等性能的影响。
结语材料力学与材料热处理是材料科学与工程领域的重要学科,对于掌握材料的特性和应用具有重要意义。
本文对材料力学与材料热处理的重点考点进行了梳理,希望能够帮助读者更好地理解和掌握相关知识。
金属学与热处理考试重点
65小弹簧HRC45-50 工艺:下料-锻造-预先热处理-粗加工成型-最终热处理-精加工-成品
1完全退火:因为含碳量较高,故选完全退火,退火组织为P+F,目的是细化晶粒,均匀组织,消除内应力,降低硬度,改善切削和成型加工性为淬火做准备。
2淬火+中温回火:淬火选油为淬火介质,可得到高硬度高强度马氏体,为中温回火做准备,中温回火可降低钢的内应力和脆性,得到回火托式体,提高弹性屈服极限。
T12制造丝锥HRC60-62,Ac1=730 Acm=820
1正火+球化退火:正火抑制网状二次渗碳体的渗出,为球化退火准备,组织为伪共析组织+二次渗碳体。球化退火降低硬度,均匀组织改善切削加工性,为淬火准备,组织为铁素体加粒状渗碳体。
2淬火+低温回火:淬火取双液淬火以避免淬火可能造成的变形和开裂,得到高硬度马氏体。
低温回火:降低引力和脆性,保持高强度硬度和耐磨性,得到组织为粒状马氏体可粒状渗碳体。
45
1正火目的是代替退火提高生产效率,消除内应力,均匀成分和组织,细化其晶粒改善切削加工性,为淬火准备,组织为伪பைடு நூலகம்析组织加少量铁素体。
2淬火为获得高硬强度马氏体,高温回火是为了得到良好综合性能的回火索氏体,消除淬火应力。
3表面淬火可得高硬马氏体,低温回火降低钢表面淬火内应力。表面具有高强硬度及耐磨的回火马氏体,内部为具有良好综合机械性能的回火索氏体。
热处理考试重点复习笔记
热处理复习重点第一章金属材料基础知识1. 材料力学性能(1)材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度。
强度有多种指标,如屈服强度(σs)、抗拉强度(σb)、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。
(2)塑性是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力,指标为伸长率(δ)和断面收缩率(φ),δ和φ越大,材料的塑性越好。
(3)材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度,其指标是弹性模量(弹性变形范围内,应力与应变的比值)。
(4)硬度(材料表面局部区域抵抗更硬物体压入的能力)a. 布氏硬度(测较低硬度材料)用一定直径的钢球或硬质合金球,在一定载荷的作用下,压入试样表面,保持一定时间后卸除载荷,所施加的载荷与压痕表面积的比值。
HBS(钢球,<450)、HBW(硬质合金球,>650)。
b. 洛氏硬度(测较高硬度材料)利用一定载荷将交角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球压入试样表面,保持一定时间后卸除载荷,根据压痕深度确定的硬度值。
HRA(金刚石圆锥,20~80)、HRB(1.588mm钢球,20~100)、HRC (金刚石圆锥,20~70)c. 维氏硬度(适用范围较广)维氏硬度其测定原理基本与布氏硬度相同,但使用的压头是锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体。
(5)冲击韧性材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。
通常用冲击功A k来度量,A k是冲击试样在摆锤冲击试样机上一次冲击试验所消耗的冲击功。
(6)疲劳强度材料在规定次数(钢铁材料为107次,有色金属为108次)的交换载荷作用下,不发生断裂时的最大应力,用σ-1表示。
2. 铁碳相图第二章钢的热处理原理1. 钢的临界温度A c1——加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度A c3——加热时先共析铁素体全部溶入奥氏体的终了温度A ccm——加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度A r1——冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度A r3——冷却时奥氏体开始析出先共析铁素体的温度A rcm——冷却时奥氏体开始析出二次渗碳体的温度2. 钢在加热时的转变(1)共析钢由珠光体向奥氏体的转变包括以下四个阶段:奥氏体形核(相界面处)、奥氏体晶核长大、剩余渗碳体溶解、奥氏体成分均匀化。
钢的热处理考试知识点
钢的热处理1、钢的热处理工艺主要有几种退火、淬火、正火、回火、外表热处理2、什么是同素异构转变、多形性转变同素异构转变:纯金属在温度和压力变化时,由某一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为同素异构转变。
多形性转变:在固溶体中发生的由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为多形性转变。
3、奥氏体及其结构特点奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体,具有面心立方结构。
奥氏体的面心立方结构使其具有高的塑性和低的屈服强度,在相变过程中容易发生塑性变形,产生大量位错或出现孪晶,从而造成相变硬化和随后的再结晶、高温下经历的反常细化以及低温下马氏体相变的一系列特点。
4、共析碳钢在加热转变时,奥氏体优先形核位置及原因奥氏体的形核1〕球状珠光体中:优先在F/Fe3C界面形核2〕片状珠光体中:优先在珠光体团的界面形核,也在F/Fe3C片层界面形核奥氏体在F/Fe3C界面形核原因:(1) 易获得形成A所需浓度起伏,结构起伏和能量起伏.(2) 在相界面形核使界面能和应变能的增加减少。
△G = -△Gv + △Gs + △Ge△Gv—体积自由能差,△Gs —外表能,△Ge —弹性应变能5、珠光体向奥氏体转变的三阶段,并说明为什么铁素体完全转变为奥氏体后仍然有一局部碳化物没有溶解?〔1〕奥氏体的形核;〔2〕奥氏体的长大;〔3〕剩余碳化物的溶解和奥氏体成分的均匀化;奥氏体长大的是通过γ/α界面和γ/Fe3C界面分别向铁素体和渗碳体迁移来实现的。
由于γ/α界面向铁素体的迁移远比γ/Fe3C界面向Fe3C的迁移来的快,因此当铁素体已完全转变为奥氏体后仍然有一局部渗碳体没有溶解。
6、晶粒度概念奥氏体本质晶粒度:根据标准试验方法,在930±10°C保温足够时间后测得的奥氏体晶粒大小。
奥氏体起始晶粒度:在临界温度以上,奥氏体形成刚刚完成,其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小奥氏体实际晶粒度:在某一加热条件下所得的实际奥氏体晶粒大小。
热处理部分复习总结
第九章钢的热处理原理总结一、概述1热处理:将钢在固态下加热到预定的温度,并在该温度下保温一段时间,然后以一定的速度冷却下来的一种热加工工艺。
2目的:是改变钢的内部组织结构,以改善钢的性能。
3作用:消除毛坯中的缺陷,改善其工艺性能,显著提高钢的力学性能,充分发挥钢材的潜力。
4什么样的金属材料才能进行热处理:原则上只有在加热或冷却时溶解度发生显著变化或者发生类似纯铁的同素异构转变,即有固态相变发生的合金才能进行热处理。
5金属固态相变的特征:相变阻力大,新相晶核与母相之间存在一定的晶体学位向关系,母相晶体缺陷对相变起促进作用,易于出现过渡相(亚稳相)6固态相变的分类按平衡状态分:平衡相变非平衡相变按原子的迁移特征分:扩散型相变过渡型相变非扩散型相变二、钢在加热时的转变1平衡相图与热处理的滞后现象:平衡相图是表示热力学上近于平衡时的组织状态与温度、成分之间的关系。
由上图可知:A1、A3 、Acm线是钢在缓慢加热和冷却过程中组织转变的临界点。
实际上,钢在热处理时其转变温度要偏离平衡的临界点,产生滞后现象:加热时的组织转变的临界点为Ac1、Ac3 、Accm线;冷却时的组织转变的临界点为Ar1、Ar3 、Arcm线。
加热冷却速度越快,滞后现象越严重。
2“奥氏体”化:钢在加热时获得奥氏体的组织转变的过程3共析钢奥氏体的形成过程,组织成分和结构的变化,形成的步骤有哪些?4亚共析钢和过共析钢奥氏体的过程温度只超过Ac1时,只有原始组织中的P转变为A,仍部分保留先共析相(F和Fe3C ),温度继续升高超过Ac3、Accm,并保温足够时间后,才能获得均匀的单相A组织5 影响A形成速度的因素加热温度和保温时间、原始组织、化学成分如何影响?6 晶粒度是衡量晶粒大小的尺度。
通常以单位面积内的晶粒数目或以每个晶粒的平均面积与平均直径来描述(起始晶粒度:钢在临界温度以上A形成刚结束,其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。
)本质晶粒度:钢在一定条件下A晶粒长大的倾向性。
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热处理复习重点第一章金属材料基础知识1. 材料力学性能(1)材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度。
强度有多种指标,如屈服强度(σs)、抗拉强度(σb)、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。
(2)塑性是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力,指标为伸长率(δ)和断面收缩率(φ),δ和φ越大,材料的塑性越好。
(3)材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度,其指标是弹性模量(弹性变形范围内,应力与应变的比值)。
(4)硬度(材料表面局部区域抵抗更硬物体压入的能力)a. 布氏硬度(测较低硬度材料)用一定直径的钢球或硬质合金球,在一定载荷的作用下,压入试样表面,保持一定时间后卸除载荷,所施加的载荷与压痕表面积的比值。
HBS(钢球,<450)、HBW(硬质合金球,>650)。
b. 洛氏硬度(测较高硬度材料)利用一定载荷将交角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球压入试样表面,保持一定时间后卸除载荷,根据压痕深度确定的硬度值。
HRA(金刚石圆锥,20~80)、HRB(1.588mm钢球,20~100)、HRC (金刚石圆锥,20~70)c. 维氏硬度(适用范围较广)维氏硬度其测定原理基本与布氏硬度相同,但使用的压头是锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体。
(5)冲击韧性材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。
通常用冲击功A k来度量,A k是冲击试样在摆锤冲击试样机上一次冲击试验所消耗的冲击功。
(6)疲劳强度材料在规定次数(钢铁材料为107次,有色金属为108次)的交换载荷作用下,不发生断裂时的最大应力,用σ-1表示。
2. 铁碳相图第二章钢的热处理原理1. 钢的临界温度A c1——加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度A c3——加热时先共析铁素体全部溶入奥氏体的终了温度A ccm——加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度A r1——冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度A r3——冷却时奥氏体开始析出先共析铁素体的温度A rcm——冷却时奥氏体开始析出二次渗碳体的温度2. 钢在加热时的转变(1)共析钢由珠光体向奥氏体的转变包括以下四个阶段:奥氏体形核(相界面处)、奥氏体晶核长大、剩余渗碳体溶解、奥氏体成分均匀化。
(2)铁素体向奥氏体的转变的速度远比渗碳体溶解速度快的多。
所以转变过程中珠光体中总是铁素体首先消失,铁素体全部转化为奥氏体时,可以认为奥氏体长大完成。
(3)影响奥氏体形成速度的因素:加热温度、加热速度、化学成分、原始组织。
(4)加热速度越快,奥氏体形成的开始温度和终了温度越高,而孕育期和转变时间越短,奥氏体形成速度越快。
(5)钢中含碳量越高,奥氏体形成速度越快;碳化物形成元素减小碳在奥氏体中的扩散速度,故减慢奥氏体的形成速度;费碳化物形成元素增大碳在奥氏体中的扩散速度,因而加快了奥氏体中的形成速度。
(6)当钢的化学成分相同时,原始组织越细,相界面面积越大,形核率越高,奥氏体形成速度越快。
(7)奥氏体的晶粒度可以用起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度等描述。
(8)起始晶粒度是指把钢加热到临界温度以上,奥氏体转变刚刚完成,其晶粒边界刚刚接触时的奥氏体晶粒大小;实际晶粒度是指钢在某一具体的热处理或热加工条件下实际获得的奥氏体晶粒大小;本质晶粒度表示在规定的加热条件下奥氏体晶粒长大的倾向。
1~4级为本质粗晶粒度,5~8级为本质细晶粒度。
(9)影响奥氏体晶粒长大的因素:加热温度和保温时间、加热速度、钢的化学成分、原始组织。
(10)实际生产中采取快速加热和短时保温的方法获得细小晶粒。
(11)当成分一定时,原始组织越细,碳化物弥散度越大,则奥氏体晶粒越细。
与粗珠光体相比,细珠光体总是易于获得细小而均匀的奥氏体晶粒。
片状珠光体比球状珠光体在加热时奥氏体晶粒易于粗化。
(12)时效强化:合金元素经固溶处理后,获得过饱和固溶体。
在随后的室温放置或低温加热保温时,第二相从过饱和固溶体中析出,引起强度,硬度以及物理和化学性能的显著变化。
3. 钢在冷却时的转变(1)常用的冷却方式有两种:等温冷却——将奥氏体状态的钢迅速由高温冷却到临界点以下某一温度等温停留一段时间,使奥氏体在该温度下发生组织转变,然后再冷到室温。
过冷奥氏体等温转变曲线(TTT曲线或C曲线)连续冷却——将奥氏体状态的钢以一定的速度连续从高温冷到室温,使奥氏体在一个温度范围内发生连续转变。
过冷奥氏体连续转变曲线(CCT曲线)(2)TTT曲线反映转变开始和转变终了时间,转变产物的类型以及转变量与时间、温度之间的关系。
(3)在A1温度以下某一确定温度,过冷奥氏体转变开始线与纵坐标之间的水平距离为过冷奥氏体在该温度下的孕育期,孕育期的长短表示过冷奥氏体稳定性的高低。
过冷奥氏体转变终了线与纵坐标之间的水平距离则表示在不同温度下转变完成所需要的总时间。
(4)在A1~550℃温度范围内,发生珠光体转变,转变产物是珠光体型组织;在550℃~Ms温度范围内,发生贝氏体转变,转变产物是贝氏体。
(5)影响过冷奥氏体等温转变的因素:含碳量(随含碳量增加,C曲线先右移再左移)、合金元素、加热温度和保温时间。
(6)珠光体转变是单相奥氏体分解为铁素体和渗碳体两个新相的机械混合物的相变过程。
(7)根据渗碳体的形态不同,把珠光体分为片状珠光体和粒状珠光体;根据珠光体片间距的大小,把珠光体分为普通珠光体(P)、索氏体(S)、和屈氏体(T)。
(8)珠光体团的直径和片间距越小,钢的强度和硬度越高;为获得片间距离均匀一致,强度高的珠光体,应采用等温处理;粒状珠光体强度、硬度较低,但塑性较好;高碳钢在机加工和热处理前,常要求先经球化退火处理得到粒状珠光体。
(9)钢中马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体,具有很高的强度和硬度。
马氏体组织形态多种多样,其中板条马氏体(亚结构为高密度位错)和片状马氏体(亚结构为孪晶)最为常见。
(10)碳浓度越高,板条马氏体数量越少,而片状马氏体数量越多。
(11)马氏体具有高强度、高硬度的主要原因是固溶强化、相变强化、时效强化以及晶界强化。
(12)贝氏体,尤其是下贝氏体组织具有良好的综合力学性能,故生产中常将钢奥氏体化后过冷至中温转变区等温停留,使之获得贝氏体组织。
(13)从奥氏体晶界生长出来的近于平行的或其它规则排列的针状铁素体或渗碳体以及其间存在的珠光体组织称为魏氏组织。
奥氏体晶粒越粗大,越容易形成魏氏组织。
(14)一般采用膨胀法或金相-硬度法等来测定CCT曲线。
(15)共析钢的连续冷却曲线只有珠光体转变区和马氏体转变区,没有贝氏体转变区。
珠光体转变区由三条曲线构成——转变开始线、转变终了线、转变中止线。
(16)冷却速度V<V k’时,形成全部珠光体;V k’<V<V k 时,发生部分珠光体转变;V>V k时,只发生马氏体转变。
(17)连续冷却转变曲线位于等温转变曲线右下方,表明在连续冷却转变过程中过冷奥氏体的转变温度低于相应的等温转变温度,且孕育期较长。
4. 钢的回火转变(1)回火是将淬火钢加热到低于临界点A1的某一温度保温一段时间,使淬火组织转变为稳定的回火组织,然后以适当的方式冷却到室温的一种热处理工艺。
(2)淬火钢必须立即回火,以消除或减少内应力,防止变形和开裂,并获得稳定的组织和所需的性能。
(3)随着回火温度升高和时间延长,相应会发生以下几种组织转变:马氏体中碳的偏聚、马氏体的分解,残余奥氏体的转变,碳化物的转变,渗碳体的聚集长大和α相回复、再结晶。
(4)随着回火温度的升高,钢的硬度连续下降。
但含碳量大于0.8%的高碳钢在100℃左右回火时,硬度反而略有升高,这是由于马氏体中碳原子的偏聚及ε碳化物析出引起弥散强化造成的。
(5)淬火钢回火时冲击韧度并不总是随回火温度升高而单调增大,有些钢在一定的温度范围内回火时,其冲击韧度显著下降,这种脆化现象叫做钢的回火脆性。
(6)第一类回火脆性采用的办法是壁面在催化温度范围内回火;第二类回火脆性通过减小杂质原子在原始奥氏体晶界上的偏聚,可显著减弱回火脆性。
采用形变热处理也可以减弱回火脆性。
第三章 钢的热处理工艺 1. 钢的退火与正火经保温后随炉缓慢冷却下来,以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
(2)退火可以分为完全退火、不完全退火、球化退火、扩散退火、再结晶退火、去应力退火等。
(3)各类退火加热温度,目的及适用范围析钢)以上30~50℃,保温一段时间,使之完全奥氏体化,然后再空气中冷却到室温,以得到珠光体类型组织的热处理工艺。
(5)正火的目的:作为最终热处理、作为预备热处理、改善切削加工性能(6)正火与退火的区别:正火的冷却速度比退火稍快,过冷度较大;正火后所得到的组织比较细,强度硬度比退火高。
(7)退火和正火的选择:a. 从切削加工性上考虑;b. 从使用性能上考虑;c. 从经济成本上考虑 2. 钢的淬火(1)淬火是指将钢加热到临界温度以上,保温后以大于临界冷却速度的速度冷却,使奥氏体转变成马氏体的热处理工艺。
(2)淬火加低温回火可以提高工具、轴承、渗碳零件的硬度和耐磨性;结构钢通过淬火加高温回火可以获得较好的强度和塑性、韧性的配合;弹簧钢通过淬火加中温回火,可以获得很高的弹性极限。
(3)淬火温度主要根据钢的临界点确定,亚共析钢同场加热至Ac3以上30~50℃;共析钢、过共析钢加热至A c1(4)冷却速率:盐水、碱水>水>油>盐浴、碱浴 (5)淬火方法:单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火(6)等温淬火的目的是提高奥氏体的稳定性和增大其冷却速度,防止等温冷却过程中发生珠光体型组织转变。
(7)未淬透的工件上具有高硬度马氏体组织的这一层称为淬硬层(8)淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力,它是钢材固有的一种属性。
(9)淬硬性是指钢在正常淬火条件下所能达到的最高硬度。
(10)淬透性反映钢的过冷奥氏体的稳定性,主要取决于钢的临界冷却速度。
过冷奥氏体越稳定,临界淬火速度越小,钢在一定条件下淬透层深度越深,则钢的淬透性越好。
(11)淬透性的测量方法是端淬法。
(12)影响淬透性的因素:含碳量、合金元素、奥氏体化条件、钢中未溶第二相。
(13)热应力:表面压应力,心部拉应力;组织应力:表面拉应力,心部压应力。
(14)工件在淬火加热时,由于温度过高或者时间过长造成奥氏体晶粒粗大的缺陷称为过热;淬火加热温度太烧。
3. 钢的回火含量较高的搞合金钢回火时,硬度随回火温度升高不是单调降低,而是在某一温度后,硬度反而增加,并在某一温度达到顶峰(一般为550℃),这种在一定回火温度下出现峰值的现象称为二次硬化。
它是由于特殊碳化物析出或由于残余奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致。
(3)二次淬火是指多次回火过程中残余奥氏体发生合金碳化物的析出,使残余奥氏体Ms ,Mf 点升高,而在回火后的冷却过程中,转变成马氏体或贝氏体。